Question

2．研究CO、NO、NO₂等氣體的性質(zhì)，以便消除污染或變廢為寶，可以保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源．試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決下列問(wèn)題：
（1）生產(chǎn)水煤氣過(guò)程中有以下反應(yīng)：
①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H₁；
②CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）△H₂；
③C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H₃；
若平衡表達(dá)式為K=$\frac{c（H_{2}）•c（CO）}{c（H_{2}O）}$，則它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是（填序號(hào)）③．
（2）對(duì)反應(yīng)①下列說(shuō)法中能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的bcd
a．溫度和體積一定時(shí)，混合氣體的顏色不再變化
b．溫度和體積一定時(shí)，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化
c．溫度和體積一定時(shí)，生成物的濃度不再變化
d．溫度和體積一定時(shí)，混合氣體的密度不再變化
（3）不同溫度下反應(yīng)②的平衡常數(shù)如下表所示．則△H₂＜0（填“＜”或“＞”）；在500℃時(shí)，把等物質(zhì)的量濃度的CO和H₂O（g）充入反應(yīng)容器，達(dá)到平衡時(shí)c（CO）=0.005mol•L^-1、c（H₂）=0.015mol•L^-1，則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為75%．

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)K	9.945795506	9	1

（4）對(duì)反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0在溫度為T₁、T₂時(shí)，平衡體系N₂O₄的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示．
則T₁＜T₂（填“＞”或“＜”）；增大壓強(qiáng)，平衡正反應(yīng)方向移動(dòng)（填“正反應(yīng)方向”或“逆反應(yīng)方
向”或“不”）； B、C兩點(diǎn)的平衡常數(shù)B＞C（填“＞”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)方程式之間的關(guān)系結(jié)合蓋斯定律確定焓變關(guān)系；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
（3）升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)移動(dòng)方向和平衡常數(shù)的關(guān)系判斷反應(yīng)熱；
根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量濃度，再結(jié)合轉(zhuǎn)化率公式計(jì)算一氧化碳的轉(zhuǎn)化率；
（4）根據(jù)溫度、壓強(qiáng)對(duì)該反應(yīng)的影響分析，化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)．

解答 解：（1）根據(jù)平衡表達(dá)式為K=$\frac{c（{H}_{2}）c（CO）}{c（{H}_{2}O）}$知，生成物中含有氫氣、一氧化碳兩種氣體，反應(yīng)物中含有水蒸氣，則符合條件的只有③，所以該反應(yīng)是③；
將方程式①+②得③，所以其焓變得△H₁+△H₂═△H₃（或△H₂═△H₃-△H₁，或△H₁═△H₃-△H₂，
故答案為：③；
（2）對(duì)反應(yīng)①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H₁；
a．溫度和體積一定時(shí)，混合氣體無(wú)顏色變化，故a錯(cuò)誤；
b．溫度和體積一定時(shí)，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化，當(dāng)物質(zhì)的量不變?nèi)萜鲀?nèi)的壓強(qiáng)不再變化說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．溫度和體積一定時(shí)，生成物的濃度不再變化是平衡標(biāo)志，故c正確；
d．溫度和體積一定時(shí)，反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，氣體體積不變，則混合氣體的密度不再變化說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：bcd；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)減小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H₂＜0，根據(jù)反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的關(guān)系式知，平衡時(shí)，c（CO）=0.005mol/L、c（H₂）=0.015mo/L，
參加反應(yīng)的c（CO）=c（H₂）=0.015mo/L，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.015mol/L}{0.005mol/L+0.015mol/L}$×100%=75%，
故答案為：＜；75%；
（4）該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，相同壓強(qiáng)下，由C到A，四氧化二氮的體積分?jǐn)?shù)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，說(shuō)明溫度降低，則T₁＜T₂；該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以B＞C，
故答案為：＜；正反應(yīng)方向；＞．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響、蓋斯定律等知識(shí)點(diǎn)，這些知識(shí)點(diǎn)都是考試熱點(diǎn)，會(huì)根據(jù)反應(yīng)方程式特點(diǎn)及外界條件來(lái)分析解答，難度中等．